巖漿流體在熱液礦床形成中的作用

段敏

摘 要：有地質(zhì)學(xué)家提出：加熱過(guò)的雨水能夠通過(guò)沖淋巖石，之后再?gòu)膸r石中得到金屬，這是一種能將金屬過(guò)渡到礦石的沉淀場(chǎng)所的行之有效的方式手段。由于大氣水能夠抹去礦主期巖漿流體的痕跡，導(dǎo)致人們對(duì)巖漿流體的作用不夠重視。其實(shí)在通過(guò)運(yùn)用微區(qū)原位分析技術(shù)后，即便是在大量大氣水抹去了巖漿流動(dòng)的痕跡，巖漿流體的片段仍舊能夠被人們探測(cè)出來(lái)，巖漿流動(dòng)的時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但是卻是成礦的關(guān)鍵性的因素。文章主要是通過(guò)對(duì)巖漿流體在熱液礦床形成中的作用作出分析，以期為地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)提供有效的理論。

關(guān)鍵詞：巖漿流體；熱液礦床；作用分析

文章重點(diǎn)探討有關(guān)巖漿中水、金屬以及其它組分來(lái)源方面的論證，以及有關(guān)熱液系統(tǒng)及其所形成的礦床，主要是在板塊匯聚邊緣產(chǎn)生的巖漿侵人體以及有關(guān)的熱液系統(tǒng)。在板塊匯聚邊緣，洋殼俯沖到大陸巖石圈以下，從而導(dǎo)致火山弧的形成，這是大多數(shù)與巖漿有關(guān)的熱液礦床集中產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境。

一、巖漿流體概述

巖漿流體包括蒸汽和超鹽度液體。巖漿流體是火山弧環(huán)境下形成的熱液礦床的許多組分的初始來(lái)源，這些組分包括金屬元素及其配位體，它們以各種方式從包括俯沖洋殼的不同來(lái)源處濃集于巖漿里。當(dāng)酸性的巖漿蒸汽被吸收進(jìn)深循環(huán)的地下水中時(shí)，圍巖的淋濾作用得到了加強(qiáng)，從而對(duì)熱液流體貢獻(xiàn)了組分。對(duì)現(xiàn)代地表熱泉和火山噴氣孔的研究促進(jìn)了對(duì)形成熱液礦床的熱液系統(tǒng)的理解，前者可以看作為古熱液礦床熱液系統(tǒng)的現(xiàn)代活動(dòng)的相當(dāng)物。

上部地殼流體的運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為巖漿侵位所驅(qū)動(dòng)的熱液系統(tǒng)，后者將地球熱量的大部分以對(duì)流的方式傳輸?shù)降乇?。流體在傳輸熱量的同時(shí)搬運(yùn)金屬，進(jìn)而形成最重要的礦床即熱液類(lèi)礦床。礦床形成于遠(yuǎn)離巖漿源的地點(diǎn)。非巖漿流體系統(tǒng)對(duì)于金屬成礦作用同樣重要，就比如以沉積巖為主巖的Cu、Pb、Zn以及與變質(zhì)作用相聯(lián)系的脈狀A(yù)u礦床。與巖漿侵位驅(qū)動(dòng)的循環(huán)流體的通量相比較，形成上述礦床的熱液流體的通量不是占據(jù)主導(dǎo)地位。大氣水在各種類(lèi)型的熱液系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位，這導(dǎo)致某些研究者假定金屬元素主要是由大氣水從流經(jīng)的巖石中清除出來(lái)的。巖漿流體是真實(shí)存在的，但是，由于大量大氣水的出入，巖漿流體的記錄可能被消除。要形成一個(gè)熱液礦床，含金屬流體的流動(dòng)必須是集中性的，沉淀機(jī)制必須發(fā)生于局限的場(chǎng)所，具體的流動(dòng)和沉淀機(jī)制的細(xì)節(jié)對(duì)于每一個(gè)具體的礦床可能都是不同的。

二、巖漿流體在熱液礦床形成中的作用

一般情況下，礦床可以劃分為兩大類(lèi)：一種是與侵入體有關(guān)的斑巖型Cu、AU礦床，另一種是在地殼淺部形成的淺成熱液貴金屬和普通金屬礦床，兩類(lèi)礦床可以分別看作是相對(duì)于巖漿侵入體的近源以及遠(yuǎn)源端員。巖漿為熱液流體提供了水、金屬以及配位體等組成成分。另一方面，當(dāng)?shù)V床與巖漿侵入體之間的距離劃分開(kāi)來(lái)時(shí)，大氣水就會(huì)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，當(dāng)巖漿流體的鹽分含量以及酸性減弱時(shí)，熱液礦床的形成速度也會(huì)相對(duì)減弱。即便是處在遠(yuǎn)源環(huán)境下，以高壓蒸汽形式存在的巖漿組分的加入也會(huì)表現(xiàn)形式也會(huì)相當(dāng)明顯，它們的巖漿流通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上大氣水，但其成礦作用卻是起著關(guān)鍵性的作用。

（一）巖漿流體與熱液礦床之間的關(guān)系

巖漿與熱液礦床之間的主副關(guān)系主要是常從關(guān)于巖漿侵入體與熱液礦床的關(guān)系研究論文可以得知。通過(guò)開(kāi)展相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)研究可以探討出：熱液礦床中的金屬和配位體可以完全從相關(guān)的巖漿中分離出來(lái)。而且，我們還可以從某些噴發(fā)火山測(cè)量的金屬通量數(shù)據(jù)中得出結(jié)論：在擁有足夠的時(shí)間以及濃集機(jī)制的情況下，去氣巖漿完全可以溶化出一定數(shù)量的金屬，并且能夠形成礦床。有實(shí)例證明：新西蘭的white Island就是一個(gè)在島弧環(huán)境產(chǎn)生的火山，與之相關(guān)聯(lián)的熱液系統(tǒng)在過(guò)去的時(shí)間里都是活動(dòng)的狀態(tài)。通過(guò)地質(zhì)學(xué)家檢測(cè)得出的關(guān)于White Island火山的二氧化硫長(zhǎng)期以來(lái)的流通量大概是0.13×106t/a，伴隨著1.9×106t/a的水以及0.44×106t/a的二氧化碳。在900℃高溫下測(cè)量出的攜帶火山灰的煙柱的煙霧中的（cu） /（s）值大概是1.7×104次方，然后可以得出的Cu的流通量為1×106t/a，Au的流通量則大于350kg/a。同理，在阿拉斯加的Augustine、意大利Mt Ema等高發(fā)火山地的噴發(fā)火山的煙柱中也觀察到了Cu以及Au等其它化學(xué)元素的濃度是相當(dāng)高的。

（二）巖漿中金屬的由來(lái)

雖然有巖漿流體與液體礦床之間組合的說(shuō)法并且已經(jīng)得到論證，但是針對(duì)于仍然需要了解巖漿從哪里獲取金屬以及金屬如何集聚形成礦床。金屬可以通過(guò)各種各樣的途徑進(jìn)入巖漿，包括地幔熔融以及地殼熔融。即便如此，許多親鐵元素同樣存在于上地幔的Fe-Ni硫化物中。通過(guò)地幔部分熔融，這些硫化物部分被消耗熔融，向玄武質(zhì)巖漿中貢獻(xiàn)金屬，玄武質(zhì)巖漿沿著洋中脊或者從俯沖帶上升到地殼。在前一種情況下，這些噴發(fā)的玄武巖通常是蝕變了的，它們與大洋沉積物一道最終被俯沖到大陸地殼之下，在火山弧之下的地幔楔中誘導(dǎo)熔融。許多島弧巖漿提供了清晰的俯沖板片添加諸如氧化態(tài)硫、堿族元素、水和氯之類(lèi)組分的證據(jù)，這些組分以流體或者硅酸鹽熔體的形式傳輸。

三、結(jié)語(yǔ)

巖漿穿過(guò)地殼時(shí)也可以獲取成礦組分，在元素碳或者Fe的硫化物存在的情況下產(chǎn)生的地殼熔體可能是還原性的，因而對(duì)于Sn的沉淀是理想的。由于富F的含水硅酸鹽難熔礦物熔融過(guò)了的地殼巖石的再熔融可以導(dǎo)致巖漿中的高F含量。金屬的來(lái)源對(duì)于金屬集聚并不是十分重要，而最后上升到巖漿分異階段的巖漿過(guò)程卻是尤為重要的。

參考文獻(xiàn)

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